practicas señales y vibraciones

8/16/2019 practicas señales y vibraciones

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Zacatenco

Practica No. 1

El sonómetro

Señales y vibraciones

Nombre del profesor: López de rria!a P"rez #a$imiliano

Nombre del al%mno: &avid 'ómez (ern)ndez

'r%po: *+,1

#arzo de -1*


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/. N0E+E&EN0ESEl sonido son vibraciones mec)nicas %e se propa!an lon!it%dinalmentea trav"s de %n medio el)stico2 en comparación con las ondaselectroma!n"ticas2 las ondas sonoras re%ieren %n medio en c%al

propa!arse2 en el vacio no se propa!a.

Las ondas sonoras via3an desde el o4do e$terno y a trav"s del cond%ctoa%ditivo2 5aciendo %e el t4mpano vibre. s% vez2 esto 5ace %e los tres5%esecillos2 conocidos como martillo2 y%n%e y estribo del o4do medio sem%evan. Estas vibraciones pasan a trav"s de la ventana oval al 6%ido dela cóclea del o4do interno2 estim%lando miles de pe%eñas c"l%lasciliadas. Estas vibraciones pasan a trav"s del 6%ido de la cóclea del o4dointerno estim%lando miles de pe%eñas c"l%las ciliadas. +omo res%ltadoestas vibraciones se trasforman en imp%lsos el"ctricos %e el cerebropercibe como sonido.

El espectro a%dible podemos s%bdividirlo en f%nción de los tonos:

• 0onos !raves 7frec%encias ba3as2 correspondientes a las 8primeras octavas2 esto es2 desde los 1* (z a los -9* (z.

• 0onos medios 7frec%encias medias2 correspondientes a las octavas%inta2 se$ta y s"ptima2 esto es2 de -9* (z a - ;(z.

• 0onos a!%dos 7frec%encias altas2 correspondientes a las tres


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• El timbre es el atrib%to %e nos permite diferenciar dos sonidoscon i!%al sonoridad2 alt%ra y d%ración. En este caso vista desde elespectro de frec%encias2 el tono se considera con la cantidad dearmónicas %e contiene %n sonido

//. &/'># 'ENE>L/Z&? &E UN S?N@#E0>?

El sonómetro es %n instr%mentos %e nos sirve apara medir la niveles depresión sonora2 este realiza la medición comparando la lect%ra 5ec5acon %na medición de referencia2 dado %e las mediciones no sonlineales2 m)s bien lo!ar4tmicas el sonómetro m%estra el nivel de presiónen decibelios.

1.A Micrófono. +onvierte las variaciones de presión sonora en variacionese%ivalentes de señal el"ctrica.

-.A Preamplicador. 0ransforma la alta impedancia del micrófono en ba3a.

B.A Redes de ponderación en frecuencia. (acen %e la resp%esta enfrec%encia del sonómetro sea seme3ante a la del o4do 5%mano

8.A Deecor ine!rador. +onvierte la señal alterna en contin%a.

9.A Ponderación emporal. 3%sta la constante de tiempo %e se %tilizar) enlas medidas2 y con ello determina la velocidad de resp%esta del sonómetrofrente a las variaciones de presión sonora.

*.A Indicador analó!ico o di!ial. ,is%aliza el res%ltado de las medidas.

///. +lasi=cación de %n sonómetro

Se clasi=can en f%nción de s% precisión en decibelios 7dC se!


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#odelo /nte!rador: Los sonómetros inte!radoresApromediadores podr)nemplearse para la medición del Nivel de presión ac


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1 -K.DDK9

D .KD--KDK.*1DK

KD 1.*D.KBKD9

* .*---*98KB.KDK8

1 1B.9DB9

D1 .-8BD-8

K-.811KK .

1.K1K19*K .1999**8

*.-9KKK .8

D9.K99D .BK1*

.-*K.DDK9

D K.D--KEA9

* .-8K.DDK9

D K.D--KEAD

8 .--K.DDK9

D K.D--KEAK

- .-K.DDK9D

8 K.D--KEA11

-.EA9

A1.1--8

B K.D--KEA1B

,. #ediciones

#aterial %tilizado

1. ?S+/L?S+?P/?-. - 'ENE>&?>ES &E U&/?

B. PUN0S &E P>UEC M +CLES8. S?N?#E0>?,/. &esarrollo

&ia!rama de cone$ión

>%idoambiental ?scilosco

pio

Señal

Sonómetro


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En el osciloscopio se observa la señal el"ctrica similar a la señal depresión sonora %e lle!a en el micrófono del sonómetro2 tambi"n sem%estra en el osciloscopio la señal de calibración !enerada por el

sonómetro.

,//. +oncl%siones

En esta práctica se detallo acerca el sonómetro como usarlo como medirlo y la forma de

calibrarlo. Pudimos observar que el micrófono que tiene este instrumento es muy similar

al del oído humano

Pudimos darnos cuenta que el sonido que se emite puede ser malo y bueno dependiendo

que tanta potencia tenga este, con las fórmulas que relacionan a este nos damos unamejor referencia de cómo y en donde se está dando la falla de un algo a lo cual deseamos

llegar de se está dando la falla de un algo a lo cual deseamos llegar.


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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Zacatenco

Practica No. -/nterferencias




'r%po: *+,1


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#arzo de -1*

"l u#o de $uinc%e

El t%bo de %inc;e2 es %n dispositivo %e permite crear el fenómeno dela interferencia en el sonido2 demostr)ndose de esta manera %e tiene%n comportamiento ond%latorio2 adem)s de %e se p%ede medir coneste instr%mento la lon!it%d de onda de %n tono p%ro c%al%iera y de all4 calc%lar la velocidad del sonido en el aire para la temperat%ra reinanteen el momento de realizar el e$perimento.

El t%bo el c%al es b)sicamente dos t%bos en OU %nidos por %n par de 0EE 2 %na de las OU es móvil a modo de la varilla de %n trombón.

El sonido se prod%ce por la formación de ondas2 estas ondas podemosrepresentarlas !r)=camente a manera de %na f%nción senoidal en dondela distancia entre dos picos o dos valles es la lon!it%d de la onda.%n%e esta f%nción senoidal representa %na onda transversal y elsonido es %n caso de onda lon!it%dinal2 nos sirve como modelo paravis%alizar el fenómeno de la interferencia

Ondas en fase& Inerferencia consruci'a&

+%ando dos trenes de ondas son co5erentes y est)n en fase2 lainterferencia %e se prod%ce al s%perponerse ambas es la denominadaOconstr%ctiva2 el res%ltado =nal es otro tren de ondas c%ya amplit%d esla s%ma de las amplit%des de las dos ondas individ%ales 7=!%ra anterior2en el caso del sonido tendr4a %n a%mento del nivel sonoro de %n tono. Enla medida %e las ondas s%fren %n desfase2 la amplit%d =nal res%ltanteva dismin%yendo 5asta alcanzar %n p%nto en donde ambas ondas sene%tralizan y el tono desaparece. Este es el caso de la interferenciaOdestr%ctiva.

Ondas en desfase& Inerferencia desruci'a&

Si observamos las !r)=cas %e representan a las ondas2 podemosded%cir %e la interferencia destr%ctiva presenta s% m)$imo c%ando eldesfase entre los trenes de ondas alcanza 3%stamente media lon!it%d deonda2 es decir %n valle se s%perpone con %n pico. Si el desfase seprod%ce a %na velocidad determinada esc%c5aremos %na %l%lacióncreada por la s%cesión de altas y ba3as en el vol%men del tono res%ltanteen la medida %e las ondas se desfasan y v%elven a entrar en fase.


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Si por %node lose$tremosabiertos7%na de

las 0EE de%nióncolocamos%nape%eñacorneta

%e est"emitiendo %n tono2 el sonido !eneradodebe recorrer las dos mitades del t%bo a

la misma velocidad2 como el recorrido 7el per4metro desde la 0EE deentrada 5asta la 0EE de salida es i!%al para ambos ramales en OU2 enla 0EE de salida percibiremos al tono a s% m)$ima intensidad 7vol%men2si vamos sacando el t%bo móvil poco a poco notaremos %e la intensidaddel sonido dismin%ye 5asta %n m4nimo2 esto oc%rre por%e las ondassonoras %e se desplazan por el t%bo móvil tienen %e realizar %nrecorrido mayor2 de manera %e al lle!ar a la 0EE de salida2 las ondas de%n ramal con respecto al otro est)n desfasadas2 an%l)ndosem%t%amente parcial o totalmente. Este es el principio del interferómetroo 0%bo de %inc;e %e permite demostrar %e el sonido es %n fenómeno

ond%latorio por medio de la interferencia.

Para %e la e$periencia res%lte llamativa2 se re%iere %e el tono sea lom)s p%ro posible.

MAT"RIAL A UTILI(AR

?sciloscopio ?scilador ltavoz 0%bo de %inc;e

Sonómetro P%ntas de pr%eba y cables

D"SARROLLO PR)CTICO

Se conecta el !enerador a %na bocina para !enerar %na señal de 1 Q(z y secoloca a la vez el sonómetro en el otro e$tremo para medir el nivel dedecibeles !enerados dentro del t%bo como se ve en la =!%ra2 y separamos %n


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poco el t%bo de %inc;e para obtener as4 %n valor de lect%ra m)$imo y m4nimoen el sonómetro.

&ia!rama de cone$ión

Se mide con el sonómetro la s%ma de la distancia y ondas !eneradas atrav"s del t%bo de %inc;e2 y se tab%la como se ve a contin%ación:

#edición

&istancia7m

Rrec%encia7(z

,olta3e ,rms7m,

1ra 9 1B.D P%nto

m)$imo-da. .B 9 9.1* P%nto

minimoBra. .*- 9 19. P%nto

ma$imo

Se %tiliza la form%la c= λf para calc%lar la velocidad del sonido

dentro del t%bo de %ic;e.

c=(0.62m ) (500 Hz )=310m

s2


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#edición

&istancia7m

Rrec%encia7(z

,olta3e ,rms7m,

1ra 1 19 P%ntom)$imo

-da. .18 1 B.9 P%nto

minimoBra. .B 1 18.B P%nto

ma$imo

c=(0.30m ) (1000 Hz )=300 m

s2

Se calc%la el valor teórico de la onda de sonido a %na temperat%ra de -° C

c=(331.6+0.6 (°C ) )=(331.6+0.6 (20°C ) )=343.6 ms2

9.A Se calc%la la velocidad del sonido a nivel del mar y a °C

γ =c=1.4

PO= Presion atmosferica=1.013 x105 Pascales

ρ= Densidad del aire=1.292

kg

m3

C =√ γ PO

ρ =

√1.4 (1.013 x 105 Pa)

1.292 kg

m3

=331.31m

s2


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CONCLUSION"S

Es importante 5acer notar %e los valores del t%bo de %inc;e se debenm%ltiplicar por - ya %e el sonido va de ida y v%elta a lo lar!o del t%bo2 esto es


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lo %e dan los valores de distancia en la tabla2 al interferir dos ondas de sonidose p%ede observar el efecto constr%ctivo y destr%ctivo de las mismas2 5ay %emencionar %e en todo momento se midió lambda y %e este valor siempredepende de la temperat%ra si tomamos como referencia %e a nivel del mar y

a °C la velocidad del sonido debe ser BB1.*

m

s2 2 podemos concl%ir %e

dentro del t%bo de %inc;e %e se %tilizó en la pr)ctica 5ay m)s calor %e enlas condiciones ideales a nivel del mar2 lo %e provoca %e las mediciones5ec5as terminen siendo %na velocidad m)s alta2 y entre m)s alta la velocidaddel sonido m)s ba3a es la presión dentro del t%bo

(emos notado en el e$perimento realizado %e la velocidad del sonido a trav"sde dic5o t%bo de %inc;e realmente varia con respecto a la distancia y al

tiempo en %e se someta dic5o sistema. R%e notable vi"ndolo %e comovariaban las ondas !ra=cadas en el osciloscopio2 p%diendo concl%ir de %erealmente se p%ede medir la velocidad con los respectivos instr%mentosespeciales.


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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Zacatenco

Practica No. B

Ri!%ras de lissa3o%s




'r%po: *+,1

#arzo de -1*


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/. /N0>?&U++/@N

%les Lissa3o%s 71--A12 f4sico franc"s2 se interesó por las ondas ydesarrolló %n m"todo óptico para el est%dio de las vibraciones. Primero est%diólas ondas prod%cidas por %n diapasón en contacto con el a!%a. En 199describió %na forma de est%diar vibraciones ac


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//. #0E>/L E#PLE>

1. ?S+/L?S+?P/?-. - 'ENE>&?>ES &E U&/?B. &/PS?N8. PUN0S &E P>UEC M +CLES

9. S?N?#E0>?

///. &ES>>?LL?

+omo primera operación se conecto todo el instr%mento de medición.Ense!%ida se encendió el !enerador de a%dio para %e apareciera la primeraseñal2 ya teniendo esta se conecto la se!%nda señal. Ma teniendo ambasseñales se f%e al osciloscopio para observar las =!%ras de lissa3o%s2 se obt%vocon los si!%ientes pasos.

PoIer a%tocon=!%ración displayformato $y

Primero se p%sieron las señales 1:1 esto si!ni=ca %e con la misma frec%enciaen este caso de 1 5z.

En esta ocasión se p%sieron 1:- %na de 15z y %na de - 5z


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&esp%"s se coloco a 1:B con frec%encias de 1 5z y B 5zrespectivamente

/,. +?N+LUS/?NES

Podemos determinar cómo se comportan las señales %e salen por el!enerador de señales de a%dio ya %e no se p%eden observar sinosimplemente esc%c5arlas b%eno siempre y c%ando ten!amos %n ampli=cador.

Lle!amos a observar %e las frec%encias lle!an a ser de momento destr%ctivas

yFo constr%ctivas y de all4 veri=camos m%c5as cosas como lon!it%d de onda2 s%periodo entre otras2 por medio del osciloscopio observamos eso dependiendoc%ando est) en fase c%ando tiene 892 K2 12 -D !rados.

0ambi"n podemos ver y decidir c%)l frec%encia nos favorece y c%al no.

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